книги / Сварка в машиностроении. 4

ром в цепи обмотки независимого возбуждения. При установке генератора ГСУМ-400 на работу с жесткими внешними характеристиками имеется две сту­ пени выходного напряжения генератора (25—45 и 40—70 В). В пределах каждой ступени плавное регулирование выходного напряжения осуществляется с по­ мощью регулируемого резистора R‘B в обмотке независимого возбуждения. По­ скольку при подводной сварке и резке опасным для водолаза-сварщика является напряжение выше 30 В, а при холостом ходе напряжение между электродом и изделием достигает 100 В, то при смене электродов, а также при окончании

Генератор ГСУМ-400 и асинхронный двигатель смонтированы на общей раме

вбрызгозащитном исполнении. Техническая характеристика генератора ГД-502

иагрегата АСУМ-400 приведена в табл. 9.

Сварочный генератор ГСГ-500-1 входит в состав преобразователя ПСГ-500-1. Предназначен генератор для питания дуги постоянным током при механизирован­ ной сварке плавящимся электродом в углекислом газе с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Преобразователь имеет встроенный трехфазный асинхронный двигатель. Генератор ГСГ-500-1 с самовозбуждением. Имеет жесткие внешние характеристики, что достигается применением специальной схемы само­ возбуждения. Магнитная система генератора имеет четыре основных полюса (N—SH—NH—S) и четыре добавочных (п—s—n—s), обеспечивающих безыскровую работу щеток. Надежное самовозбуждение при минимальных напряжениях холостого хода обеспечивается тем, что одна пара основных полюсов (NH—SH) имеет вырезы в сердечниках, вследствие чего эти полюсы при работе генератора насыщены. Катушки обмотки возбуждения (витки a^), расположенные (рис. 38) на ненасыщенных полюсах (N—S), и катушки обмотки возбуждения (витки ш2) насыщенных полюсов (Nn—Su) включены параллельно. Регулирование выход­ ного напряжения генератора осуществляется резистором R l t включенным в цепь обмотки возбуждения, расположенной на ненасыщенных полюсах. Сварочный генератор ГСГ-500-1 имеет пределы изменения выходного напряжения от 16 до 40 В при токах от 60 до 500 А.

Параллельные ветви обмотки возбуждения присоединены к щетке «+» через резистор R2. Сопротивление резистора R2 устанавливает предприятие-изготови­ тель^ таким, чтобы при выходном напряжении 16 В сварочный ток был равен

На рис. 39 приведены внешние характеристики генератора ГСГ-500-1.

Техническая характеристика ГСГ-500-1 следующая: номинальный сварочный ток 500 А; пределы регулирования сварочного тока 60—500 А; рабочее напря­ жение при номинальном сварочном токе 40 В; пределы регулирования напря­ жения 16—40 В; режим работы ПН = 60%; напряжение сети 220, 380 В.

Сварочный генератор ГСМ-500 смешанного возбуждения для питания двух постов входит в состав агрегата АСДП-500. Агрегат имеет дизельный двигатель, соединенный с генератором эластичной муфтой. Генератор и двигатель смонти­ рованы на общей раме и установлены на автомобильном прицепе. Магнитная система генератора выполнена так же, как у генератора смешанного возбужде­ ния общепромышленного назначения. Магнитные потоки параллельной и по­ следовательной обмоток складываются. Внешняя характеристика генератора жесткая (рис. 40). Выходное напряжение при изменениях нагрузки поддержи­ вается на уровне номинального, равного 55 В, с точностью ± 5% . Сварочные по­ сты включают параллельно выходным зажимам генератора. Номинальный сва-

рочный ток генератора 600 А с учетом коэффициента одновременности работы постов. Формирование падающей характеристики поста и ступенчатое регули­ рование тока поста в пределах 100—300 А осуществляется с помощью балласт­ ных резисторов РБ-301, включаемых последовательно с дугой. Напряжение гене­ ратора регулируется плавно резистором в обмотке параллельного возбуждения; этим обеспечивается минимальное напряжение генератора с точностью ± 3% при номинальной частоте вращения якоря. Двигатель агрегата снабжен центро­ бежным регулятором частоты вращения. Номинальная частота вращения якоря генератора 1500 об/мин. Габаритные размеры агрегата 6350X2785X2350 мм; масса 4550 кг.

Вентильные сварочные генераторы. Вентильные сварочные генераторы входят в состав сварочных агрегатов АДБ с двигателями внутреннего сгорания и в со­ став преобразователя ПД с асинхронным двигателем. Сварочные агрегаты пред­ назначены для питания одного поста при ручной дуговой сварке, резке и наплав­ ке металлов постоянным током в полевых условиях на открытом воздухе на высо­ те над уровнем моря до 1000 м. Агрегат АДБ-318 предназначен для работы при температуре окружающей среды от —45 до +40° G и относительной влажности среды не более 80% при +20° С. Преобразователь ПД предназначен для дуговой сварки в заводских условиях при наличии в цехе трехфазной силовой сети. Гене­ ратор может работать только при направлении вращения ротора, указанном стрелкой заводом-изготовителем.

Принципиальная электрическая схема вентильного сварочного генератора ГД-312 приведена на рис. 41. Вентильный генератор с самовозбуждением состой* из индукторного пульсационного синхронного генератора повышенной частоту особой конструкции и бесконтактного выпрямительного устройства V. На ста* торе индукторного генератора расположена трехфазная силовая обмотка. На роторе вентильного генератора обмотки нет. Индукторный* ротор вентильного генератора представляет собой два пакета из электротехнической стали, распОч ложенных на общем валу и имеющих полюсы. Полюсы одного пакета сдвинутц на л электрических градусов относительно полюсов второго пакета. Ротор яЦч ляется индуктором синхронного генератора. Неподвижная обмотка возбуждение ОВ крепится к корпусу генератора. Она размещена между двумя пакетами роч тора. Магнитный поток, созданный обмоткой возбуждения, замыкающийся чере$ пакеты ротора, обусловливает их полярность. Один пакет обладает полярностью N % а другой S. Фазы статорной обмотки сдвинуты по окружности статора на 2л/3

электрических градусов. Вращающееся магнитное поле ротора, созданное об­ моткой 0 В Упронизывает витки фаз обмотки статора. Магнитное поле периоди­ чески изменяет свою величину. В результате этого в каждой фазе обмотки статора наводятся переменные ЭДС, которые сдвинуты относительно друг друга на 2я/3 электрических градусов. Переменные фазные ЭДС генератора имеют повышенную

Рис. 41. Принципиальная электрическая схема вентильного генератора ГД-312 с самовозбуждением

частоту (200 или 400 Гц), что определяется числом пар полюсов индукторного ротора, которое равно шести или восьми, и частотой вращения приводного дви­ гателя. Трехфазные переменные ЭДС преобразуются в выпрямительном блоке V в постоянную ЭДС. Фазы статорной обмотки соединены треугольником Ль Фазные напряжения статорной обмотки подведены на вход выпрямительного

период подается на зажимы обмотки возбуждения ОВ. Генератор самовозбуждается до напряжения холостого хода. Напряжение холостого хода настраи­ вается регулируемым резистором R1. В полупериод, когда генератор возбуж­ дается вентиль V8 заперт. В следующий полупериод вентиль V8 открыт. Через него идет ток за счет энергии, накопленной в магнитном поле обмотки возбужде­ ния ОВ, когда по ней проходил ток в предыдущий полупериод и генератор возбуждался.

С увеличением нагрузки напряжение на фазах статорной обмотки вентильного генератора понижается и вместе с этим уменьшается среднее значение выпрям­ ленного с помощью вентиля V7 вторичного напряжения трансформатора 77. При нагрузке одновременно с трансформатором 77 обмотку ОВ начинает питать выпрямленным напряжением вторичная обмотка трансформатора тока Т2 через вентиль V9.

Трансформаторы 77 и Т2 используются в вентильном генераторе для созда­ ния условий, при которых возможно самовозбуждение генератора, что чрезвы­ чайно важно при работе в полевых условиях, когда нет силовой сети. Трансфор­ матор Т2 работает в схеме вентильного генератора в режиме трансформатора тока. В вентилях V7— V9 протекают импульсы выпрямленного тока, сдвинутые во времени.

Вентильный генератор имеет ступенчато-плавное регулирование свароч­ ного тока. Ступенчатое регулирование (две ступени) осуществляется путем пере­ ключения фаз статорной обмотки специальным переключателем. При включении фаз статорной обмотки треугольником Ai устанавливается ступень малых сва­ рочных токов от 40 до 180 А. При включении выключателей 5 (см. рис. 41) в фазах второй обмотки статора вентильного генератора устанавливается ступень больших сварочных токов (от 160 до 350 А). При включении выключателей $ вторая обмотка статора генератора, фазы которой соединены треугольником A] i, включается параллельно первой.

Плавное регулирование в пределах каждой ступени осуществляется рези­ стором R2t включенным в цепь обмотки возбуждения OB. С помощью резистора R2 можно регулировать крутизну внешних характеристик; это возможно в связи с тем, что реактивные сопротивления фаз обмотки статора у вентильного генера­ тора связаны со степенью насыщения магнитной цепи индукторов ротора. Ре­ зистор R2 выполнен дистанционным. На рис. 42 приведены внешние характе­ ристики генератора ГД-312.

Техническая характеристика агрегата АДБ-318 о вентильным генератором ГД-312 следующая: климатическое исполнение, категория размещения У2; нижняя температура окружающей среды —40°С; режим работы ПН = 60%; продолжительность цикла сварки 5 мин; номинальный сварочный ток 315 А; пределы регулирования сварочного тока для первой ступени от 40 до 180 А, для второй ступени от 160 до 350 А; номинальное рабочее напряжение 32 В; напряжение холостого хода 85 В; тип двигателя бензиновый 320—01; частота вращения 2000 об/мин; мощность двигателя 40 л. с.; расход топлива при номи­ нальном режиме 4,85 кг/ч; топливо бензин А-72; масса 710 кг

СВАРОЧНЫЕ МНОГОПОСТОВЫЕ СИСТЕМЫ

Общие сведения. В многопостовых системах источник питания снабжает энергией одновременно несколько сварочных постов. Исходя из эксплуатационных и тех­ нико-экономических соображений целесообразно применять многопостовые си­ стемы в тех отраслях промышленности, в частности в машиностроении и судо­ строении, когда на относительно небольших производственных площадях сосре­ доточено большое число однопостовых источников питания (несколько десятков). Число постов от одного многопостового источника шесть—девять. При расчете числа постов от данного источника вводят коэффициент одновременности е вклю­ чения сварочных постов. Для ручной дуговой и механизированной сварки под флюсом принимают е = 0,5-ь0,6, а для сварки в среде защитного газа е = 0,7-ь0,9. В современной сварочной технике в качестве многопостовых источ­

ников применяют многопостовые выпрямительные установки. Многопостовые генераторы постоянного тока и трансформаторы не применяют. Многопостовые системы создают условия для более рационального использования производствен­ ных площадей и значительного уменьшения расходов как на электроэнергию, так и на обслуживание оборудования. Основными требованиями, предъявляе­ мыми к многопостовым системам, является обеспечение независимости работы

постов и незначительное падение напряжения в шинопроводе. Это особенно важно при достаточной удаленности данного поста от места нахождения много­ постового выпрямителя. Выпрямительные многопостовые системы рассчитываются

алектродом. Упрощенная электрическая схема установки приведена на рис. 43. Первичная обмотка трехфазного трансформатора Т соединена треугольником.

лельно. Число вентилей в ветви зависит от значения тока фазы трансформа­ тора Г. На рис. 43 показана схема включения постов для сварки на обратной полярности.

Сварочные посты получают питание от шинопровода через балластные ре­ зисторы R n. Резисторы являются регуляторами тока поста, а также осуществ­ ляют независимость работы постов. Внешняя характеристика самого выпрями­ теля жесткая. При номинальном токе снижение напряжения у самого удаленного поста порядка 5%. Регулирование сварочного тока поста автономное. Падающая форма характеристики поста, представляющей зависимость напряжения на дуге

автоматом, включенным на входе первичной обмотки трансформатора Т. От длительных перегрузок в схеме многопостового выпрямителя предусмотрены теп­ ловые элементы в магнитном пускателе. Техническая характеристика многопо­ стовых установок ВДМ приведена в табл. 10.

Многопостовые установки для механизированной сварки плавящимся элек­ тродом в углекислом газе. Технология сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа предъявляет ряд дополнительных требований к многопостовым системам с централизованным питанием сварочных постов на близких по токам режимах. При сварке плавящимся электродом в углекислом газе, сопровож­ дающейся периодическими короткими еамыканиями каплей, наблюдается сильное разбрызгивание металла. Причиной разбрызгивания является быстро нараста­

ющие пики токов при резких колебаниях проводимости разрядного промежутка, что нарушает устойчивость горения дуги. Институтом электросварки ИЗС им. Е. О. Патона разработана многопостовая система с централизованным пита­ нием постов для механизированной сварки в углекислом газе плавящимся электродом.

Система предназначена для одновременного питания нескольких десятков постов и обеспечивает получение качественных сварных соединений во всех

кмногожильному шинопроводу, соединенному с выходными зажимами (плюо

10.Техническая характеристика многопостовых установок ВДМ для ручной дуговой сварки плавящимся электродом

П р и м е ч а н и е . Климатическое исполнение УЗ; режим работы установок продолжительный; нижняя температура окружающей среды —10° С; номинальное выпрямленное напряжение 60 В; напряжение холостого хода 70 В; напряжение сети 380 В; КПД = 90%; тип балластного резистора РБ-301; режим работы поста ПН = 60%;продолжительность цикла сварки 5 мин; номинальный ток поста 315 А; пределы регулирования тока поста 12—315 А. До 1977 г. многопостовая система по схеме ВДМ на сварочный ток 1000 А называлась ВКСМ-1000.

Сеть

Рис. 45. Функциональная блок-схема централизованной многопостовой системы с питанием постов от выпрямителя ВМГ-5000:

1 — центральная станция питания постов; 2 — выпрямитель ВМГ-5000; 3 — сварочные посты; 4 и 5 — распределительные многожильные шинопроводы низкого и повышенного напряжения; б — общая шина, соединенная с отрицательными полюсами (выводами) выпрямителей 2 и с изделиями сварочных постов

и минус) выпрямительной установки. Начала фаз a*, bi, Cf одной из вторичных

всех вентилей соединены вместе и образуют положительный полюс (вывод) уста­ новки ВМГ Отрицательным полюсом служит средняя точка У обмотки уравни­ тельного реактора Lyp, имеющего зам­

кнутый магнитопровод. Уравнительный реактор соединяет нейтрали N, и N2 звезд вторичных обмоток трансформатора Т. Фазные ЭДС звезд сдвинуты относительно друг друга на 180°. Уравнительный ре­ актор Lyp служит для обеспечения четкой параллельной работы двух выпрямителей установки ВМГ. Кроме того, при наличии уравнительного реактора характерным является отсутствие в магнитопроводе трансформатора Т постоянной составля­ ющей магнитного потока, что позволяет

пределительные многожильные шинопро­ воды низкого (см. рис. 45) и повышен­ ного напряжений. На каждой автономной

системе шинопроводов можно изменять напряжение вне зависимости от напря­ жения на другой. Это производится за счет изменения выходного напряжения на зажимах одного из выпрямителей установки ВМГ Изменение выходного напряжения — ступенчатое, осуществляется специальным переключением числа витков фаз первичной обмотки I выпрямителя.

Выпрямитель рассчитан на пять ступеней выходного напряжения (низкого — 30, 35, 40, 50 В и повышенного — 60 В). Распределительный шинопровод выпол­ нен из алюминиевых шин трех разных сечений и длин (/* — короткая, L — сред­ няя и /3 — наибольшей длины). К шине 1± присоединяют посты в любом месте, а к остальным — на участках, длины которых больше 1Л. Благодаря расчленению шин уменьшается расход алюминия. Для шин разных длин допустимое падение напряжения Дмш остается в установленных нормах. Напряжение на дуге поста регулируется автономно с помощью специального балластного резистора типа РБГ-502. Режим поста регулируют также изменением скорости подачи электрод­ ной проволоки, что определяет сварочный ток. Для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа выпускаегся многопостовой выпрямитель ВДГМ-1602. В выпрямителе электрическая схема силовой цепи и система фазового управления тиристорами силового блока выпрямления такие же, как у выпрямителя ВДУ-1601. Выпрямители ВДГМ-1602 обеспечивают по­ стоянство выпрямленного напряжения с точностью ~ 1 В как при изменении нагрузки, так и при колебаниях напряжения сети в диапазоне от + 5 до —5% от номинального. Многопостовые выпрямители оборудованы пускорегулирующей и защитной аппаратурой. Предусмотрена возможность параллельной работы однотипных выпрямителей ВДГМ. В комплект поставки выпрямителей ВДГМ входят балластные реостаты и дроссели. Техническая характеристика многопо­ стовых выпрямителей ВДГМ приведена в табл. 11.

11.Техническая характеристика многопостовых выпрямителей ВДГМ для механизированной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа

П р и м е ч а н и е . Климатическое исполнение УЗ, режим работы выпрямителя продолжительный; нижняя температура окружающей среды —10° С; номинальный сварочный ток 1600 А, напряжение сети 380 В; режим работы поста ПВ — 60%; продолжительность цикла сварки 10 мин; габаритные размеры 1150Х 900Х 1850 мм.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

К специализированным источникам питания (ИП) относятся источники, обла­ дающие технологическими свойствами, обеспечивающими устойчивое горение дуги как постоянного, так и переменного тока, несмотря на возникающие в про­ цессе сварки возмущения разного характера и происхождения. На базе специа­ лизированных ИП можно осуществить Автоматическое управление технологиче­ ским процессом сварки, резки и наплавки. Ниже рассмотрены установки и источ­ ники питания для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газет, а также установки и источники для дуговой резки и напыления.

П р и м е ч а н и е . Климатическое исполнение У4; нижняя температура ок­ ружающей среды +1°С ; режим работы ПВ = 60%; напряжение холостого хода 80 В; напряжение сети 220, 380 В.

Установки УПС для плазменной сварки цветных и черных металлов и сплавов. Установки УПС предназначены для сварки неплавящимся электродом постоян­ ным током прямой и обратной полярности. На прямой полярности производится сварка изделий из меди и ее сплавов, а также коррозионно-стойких сталей, на обратной — изделий из алюминия и сплавов на его основе. Отечественная про­ мышленность выпускает установку УПС-301, предназначенную для ручной ду­ говой сварки в непрерывном и импульсном режимах, и установку УПС-501 — для механизированной сварки в непрерывном режиме. Установка УПС-301 со­ держит источник питания ВДУ-305, блок управления и плазмотрон, а установка УПС-501 — источник питания ВДУ-504-1, самоходную сварочную головку; блок приводов механизмов перемещения головки и подачи проволоки и блок, содержащий аппаратуру для подачи плазмообразующих и защитных газов. В состав головки входят два плазмотрона на ток 315 и 500 А.

Установки УПС обеспечивают: возбуждение дежурной дуги электрод—сопло с помощью осциллятора; возбуждение основной дуги между электродом плазмо­ трона и изделием; плавное нарастание сварочного тока после возбуждения основ­ ной дуги; плавное снижение сварочного тока в режиме заварки кратера; работу газового клапана по заданному временному циклу.

Установка УПС-501, кроме того, обеспечивает включение механизмов пере­ мещения сварочной головки и присадочной проволоки после возбуждения основ­ ной дуги, снижение скорости подачи проволоки в режиме заварки кратера. Тех­ ническая характеристика установок УПС приведена в табл. 12. Толщины метал­ лов, свариваемых за один проход, приведены в табл. 13. Ток дежурной дуги не более 28 А в установке УПС-301 и не более 100 А в установке УПС-501. Установка УПС-301 обеспечивает работу в точечном режиме с циклом сварки до 10 с. В импульсном режиме длительности импульса и паузы регулируются в диапазоне от 0,1 до 10 с.

Установка УДГ-101 для аргонодуговой и плазменной сварки коррозионностойких сталей вольфрамовым электродом постоянным током. Установка пере­ движная, состоит из шкафа управления, пульга управления и горелки. Функцио­ нальная блок-схема установки УДГ-101 приведена на рис. 47, где Т — силовой трехфазный трансформатор с жесткой внешней характеристикой; А — магнит­ ный усилитель, включенный во вторичную цепь трансформатора Т для получе­ ния внешних характеристик крутопадающей формы и плавного регулирования сварочного тока в двух диапазонах; V — силовой выпрямительный блок, собран­ ный по трехфазной мостовой схеме на неуправляемых селеновых вентилях;